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第六章　颜色和纹理
6.1 色度学基础与颜色模型
6.2 纹理的概念及表示
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6.1 色度学基础与颜色模型
色度学基础
在灰度图像时，图像的像素值是光强（亮度值）， 即二维空间变量的函数f(x, y)。
实际中，一幅图像对应着一个波段或多个波段光谱样本，例如气象卫星云图的红外波段。
如果把灰度值看成是二维空间变量和光谱变量的函数f(x,y,λ)，即多光谱图像，也就是通常所说的彩***像。
在计算机上显示一幅彩***像时，每一个像素的颜色是通过三种基本颜色（即红、绿、蓝）合成的，即最常见的RGB颜色模型。要理解颜色模型， 首先应了解人的视觉系统。
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的基本性质
颜色是外界光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉。所以颜色特性既可以从客观刺激方面来衡量，也可以从观察者的主观感觉方面来描述。
描述客观刺激的概念是心理物理学概念；描述观察者主观感觉的概念是心理学概念。
颜色视觉有三种特性，描述颜色的心理物理量是亮度、主波长和纯度，相应的心理量是明度，色调和饱和度。
确定光的心理物理量与心理量的关系是感觉心理学研究的重要任务
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的基本性质
颜色分两大类：非彩色和彩色。
非彩色是指黑色、白色和介于这两者之间深浅不同的灰色。它们可以排成一个系列，由白色逐渐到浅灰、中灰、深灰直到黑色。这叫白黑系列或无色系列。
白黑系列的非彩色的反射率代表物体的明度。反射率越高时接近白色，反射率低时接近黑色。一张洁白的纸的反射率可达85%以上。用来测量颜色、定标用的标准白板的反射率可达90%以上。一张黑纸的反射率可低至5%以下，黑色天鹅绒的反射率甚至可低于0.05%。
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的基本性质
表示光的强度的心理物理学概念是亮度（Luminosity） 与之对应的是心理学概念是明度（brightness）。
通常明度的变化相应于亮度的变化。物体表面或光源的亮度越高，人感觉到的明度就越高。
但二者的关系并不固定。若亮度的微小增加或减少达不到人眼的分辨阈限，眼睛就觉察不出明度的变化。这时亮度虽有变化而明度却不变。
在暗环境中观察一张高反射率的书页和在亮环境中观察一块低反射率的黑墨相比 。会受到观察者对书页和黑墨的记忆和经验的影响，产生不同的明度感觉。
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的基本性质
彩***像除了受到前面亮度和明度影响外，还受到其他性质影响。
心理物理学概念是主波长（dominant wavelength）和心理学概念是色调（hue）相对应。
不同颜色的光在物理学上有不同的主波长，同时在心理上会产生不同色调的感觉。
两种主波长不同的光以适当的比例加以混合也能产生白色。这样的一对主波长的光叫做互补波长，一对互补波长的色调叫互补色 。
光源的色调决定于人眼对辐射光的光谱组成产生的感觉。物体的色调决定于光源的光谱组成和物体表面反射（透射）的各波长的比例对人眼产生的感觉 。
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的基本性质
心理物理学的颜色纯度（purity）对应着心理学概念的饱和度（saturation）。
纯色是指没有混入白色的窄带单色光。在视觉上就是高饱和度的颜色。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。
颜色的交互作用和颜色恒常性
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的交互作用和颜色恒常性
当被看的颜色向它周围颜色的对立方向转化，即向周围颜色的补色方向变化时，叫做颜色的交互作用，或颜色对比
在红色背景中放一小块白纸或灰纸，用眼睛注视白纸几分钟，白纸会表现出绿色。如果背景是黄色，白纸会出现蓝色。红和绿是互补色，黄和蓝也是互补色。
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6.1 色度学基础与颜色模型
颜色的交互作用和颜色恒常性
当在一个颜色（包括灰色）的周围呈现高亮度或低亮度刺激时，这个颜色就向其周围明度的对立方向转化，这叫做明度对比。
白背景上的灰方块呈浅黑色，而黑背景上的灰方块则呈白色等。对比效应在视觉中有重要作用，明度对比更是这样。它与视觉中的颜色恒常性相联系
一块煤在阳光下单位面积反射光比一张白纸在黑暗处时高一千倍。但我们仍然把煤看成是黑的，而把纸看成是白的、灰的、或黑的。
这是由这个物体与周围物体的相对明度关系决定的。
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三色原理
在人的视觉系统中存在着杆状细胞和锥状细胞两种感光细胞。杆状细胞为暗视器官，锥状细胞是明视器官，在照度足够高时起作用， 并能分别辨颜色。锥状细胞将电磁光谱的可见部分分为三个波段：红、绿、蓝。由于这个原因，这三种颜色被称为三基色，下图表示了人类视觉系统三类锥状细胞的光谱敏感曲线。
6.1 色度学基础与